Шрифт:
— Попробуем применить различные величины давления, — сказал Бойль помощнику. — Поднимите уравнительную склянку так, чтобы давление стало в два раза больше. Так. Еще выше. Теперь измерьте объем.
— Объем стал в два раза меньше, — сказал Таунли.
— Интересно. А теперь уменьшите давление в два раза.
— Теперь он стал в два раза больше.
— Давайте увеличим в три раза…
Подобные опыты они повторяли многократно, но результат был один: объем газа находился в обратной зависимости от его давления. Величайшее открытие XVII века. Бойль впервые описал его в 1662 году («В защиту учения относительно эластичности и веса воздуха») [67] и скромно назвал гипотезой. Пятнaдцaтью годами позже во Франции Мариотт [68] подтвердил открытие Бойля, установив ту же закономерность. По сути дела это был первый «закон рождающейся физико-химической науки.
67
При проведении экспериментальных работ по определению упругости воздуха Бойль основывался на трудах своих предшественников: Г. Галилея—предложившего метод определения веса воздуха, Э. Торричелли — изобретателя барометра, О. Герике — демонстрировавшего в 1654 г. «магдебургские полушария» и построившего первый воздушный насос. Во время осуществления опытов Бойль пользовался U-образной трубкой с одним запаянным концом. Открытие Вопля было опубликовано в 1660 г. (Джуа М., ук. соч., с. 85) или 1662 г., что более соответствует истине (Кудрявцев П. С. Курс истории физики. — 2-е изд., испр., доп. — М.: Просвещение, 1982, с. 84; Льоцци М., ук. соч., с. 107—108; Соловьев Ю. И., ук. соч., с. 16). В этой же книге Бойль описал метод получения водорода (который он назвал «воздухом») действием разбавленной серной кислоты на железо. (См.: Выдающиеся химики мира, ук. соч., с. 27—31; Биографии великих химиков, ук. соч., с. 42—48; Сабадварп Ф.,Робинсоп А., ук. соч., с. 37—41; Выдающиеся физики мира, ук. соч., с. 59—61).
68
Эдм Мариотт (1620—1684) — французский физик, один из основателей и первый член Парижской Академии наук. Мариотту принадлежат исследования в самых различных областях: он обнаружил слепое пятно на глазной сетчатке (1668 г.), изучал цветные кольца вокруг Сатурна (1681 г.), сконструировал сосуд, названный его именем (1684 г.), экспериментально подтвердил формулу Торричелли о скорости истечения жидкости (1668 г.), исследовал зависимость высоты поднятия жидкости от диаметра трубы, замерзание воды, причины образования ветров, впервые начал регулярные измерения дождевых осадков. О Мариотте см.; Розенберг Ф. История физики: в 2-х частях. — 2-е изд. — М. —Л., 1937. — Ч. 2, с. 171—177; Davies B. Phys. Educ, 9, 275 (1974).
Деятельность оксфордских ученых была удивительно плодотворной; же случайно Оксфорд считался в те времена центром научной мысли в Англии. «Невидимый колледж» заложил основы для создания в 1663 году Английской Академии наук, или, как ее называли, Лондонского королевского общества [69] . Роберт Бойль был единогласна избран в число членов: Совета Общества. Его первыми помощниками стали Роберт Гук и Генри Ольденбург [70] . Бойль находился в расцвете творческих сил: одна за другой появлялись из-под его пера научные работы по философии, физике, химии. В 1664 году он публикует «Опыты и размышления о цветах». В то время в его лаборатории работал молодой немецкий химик Иоганн Бехер [71] . Снова вместе изучали огонь [72] . Бойль заметил, что внесенное в пламя вещество окрашивает его в различные цвета. Например, соединения меди придают пламени зеленый цвет. Открытие позволяло распознавать вещества. Бехеру надо было провести ряд опытов,, чтобы установить цвет, характерный для каждого элемента. Трудолюбивый химик с незаурядным складом ума, Бехер по возвращении в Германию развил учение Бойля в работе «Подземная физика». Позднее соотечественник Бехера Георг Шталь [73] на основе его наблюдений и открытий разработал теорию флогистона.
69
Основание Лондонского королевского общества датируется 28 ноября 1660 г. (Royal Society for the Advancement of Learning — Королевское общество для развития знания), свое современное название Royal Society of London оно получило позднее (Копелевич Ю. X., ук. соч., с. 44). Поэтому в литературе встречаются разные даты его основания.
70
Генри Ольденбург, первый секретарь Лондонского королевского общества (с 1660 по 1676 г.), родился в Бремене. В молодости он переехал из Дерпта в Англию. В 1656 г. познакомился с Бойлем в Оксфорде и стал его верным последователем. Популяризировал работы Бойля, переводя их с английского па латинский язык.
71
Иоганн-Иоахим Бехер (1635—1682). Наиболее значительные труды: «Подземная физика» (Франкфурт, 1669 г.) и «Химические рассуждения» (1682 г.). О Бехере см.: Яффе Б. Успехи химии, 8, 618 (1939); Partington J. R., ук. соч., т. 2, с. 637—652; Джуа М., ук. соч., с. 96.
72
Не одно явление не вызывало так много толкований, как горение» Пламя, вероятно, было «виновником» возникновения теории флогистона. Но уже И. Ван Гельмонт (1577—1644) говорил: «Горение не есть выделение особой огненной материи, но раскаленное состояние летучих тел» (1640 г.). Ньютон указал на истинную природу пламени в своей «Оптике» (1675 г.) (Меншуткин Б. Н. Курс общей химии. — Л., 1933, с. 142; Сабадвари Ф., Робинсон А., ук. соч., с. 30 и сл.).
73
Георг Эрнст Шталь (1659—1734) — профессор медицины в Йене; с 1693 г. — профессор медицины и химии в Галле, а с 1716 г. — лейб-медик королевского двора в Берлине. Мысли и наблюдения Шталя о явлениях горения и обжигания металлов и о природе тел изложены в трудах: «Основания зимотехники, или общая теория брожения», «Бехеров пример», «Основания догматической и экспериментальной химии». Теория флогистона Шталя — единая теория, которая охватывала все явления, относящиеся к превращению материи. О Штале см.: Джуа М., ук. соч., с. 107—109; Становление химии как науки, ук. соч., с. 65; Bugge G., ук. соч., с. 192—203; Штрубе И. Вопросы истории естествознания и техники, вып. 2 (31), 58 (1970); Биографии великих химиков, ук. соч., с. 48—53; Мусабеков Ю. С., Черняк А. Я., ук. соч., с. 32—35; Сабадвари Ф., Робинсон А., ук. соч., с. 44 и сл.
Бойль к тому времени был в зените своей славы. Нередко его приглашали теперь во дворец, потому что и сильные мира сего считали честью для себя побеседовать хоть несколько минут со «светилом английской науки». Ему повсеместно оказывали почести и даже предложили стать членом компании «Королевские шахты». В следующем году его назначают директором Ост-Индской компании. Однако все это не могло отвлечь ученого от основной работы. Подтверждение тому — его книги: «Гидростатические парадоксы», «Возникновение форм и качеств согласно корпускулярной теории», «О минеральных водах». В последней он давал прекрасное описание методов анализа минеральных вод.
В 1669 году на торжестве по случаю назначения Исаака Ньютона профессором физики Бойль познакомился с другом Иоганна Кункеля [74] — Крафтом [75] . Последний работал некоторое время в Гамбурге у алхимика Бранда [76] .
— Я бы хотел встретиться с вами, господин Крафт, и поговорить в более благоприятной обстановке. Не смогли бы вы зайти ко мне завтра?
— С величайшим удовольствием, господин Бойль. На следующий день они сидели друг против друга.
74
Иоганн Кункель [1630 или (1638) —1703] — придворный алхимик, пользовался большой известностью в Германии. Крупный специалист в области производства стекла. В 1678 г. Кункель открыл процесс получения фосфора. Основная работа: «Экспериментальный физико-химический курс или химическая лаборатория» (Гамбург, 1716). О Кункелесм.: Джуа М., ук. соч., с. 101; Фигуровский Н. А., ук. соч., с. 217; Становление химии как пауки, ук. соч., с. 123; Сабадвари Ф., Робинсон А., ук. соч., 45. 47, 70.
75
Иоганн Данил Крафт (1624—1697) — немецкий врач. Во время своих путешествий по Европе и Америке демонстрировал опыты с фосфором (Фигуровский Н. А., ук. соч., с. 217).
76
Хенниг Бранд (ок. 1630—после 1710). Около 1669 г. выделил фосфор из мочи человека. Крафт купил секрет получения фосфора у Бранда. — О Бранде см.: Фигуровский Н. А., ук. соч., с. 216.
— Господин Крафт, открытие алхимика Бранда очень заинтересовало меня, — начал Бойль. — Расскажите о нем поподробнее.
— Бранд нагревает сухой остаток мочи, предварительна смешивая его с песком. При этом он получает легко воспламеняющееся вещество, которое, будучи собрано и охлаждено под водой, светится ночью. Вещество испускает холодное свечение.
— Мне бы хотелось попробовать получить такое вещество. Буду вам признателен, если вы посетите мою лабораторию и не откажете в любезности дать нам некоторые советы.
— Быть может, начнем работу сегодня же?
— Прекрасно! Я к вашим услугам, — обрадовался Бойль, Ученые направились в лабораторию.
В течение нескольких лет Бойль изучал вещество, названное светящимся камнем, или фосфором. Он открыл, что после сжигания фосфора образуется белая зола, которая быстро взаимодействует с водой. Полученный раствор давал кислую реакцию, поэтому Бойль назвал его фосфорной кислотой. Ученый заметил, что при нагревании фосфора со щелочью получается какой-то газ (фосфин). Вступая в контакт с воздухом, газ воспламенялся и образовывался густой белый дым. Бойль попытался разработать другой, лучший метод получения фосфора, и в конце концов это ему удалось. В 1680 году он получил белый фосфор, который впоследствии еще долго называли фосфором Бойля [77] .
77
Открытие фосфора подробно описано в кн.: Фигуровский Н. А., ук. соч., с. 215—218. В России всегда употребляли термин «фосфор» (М. В. Ломоносов, 1746 г.) и предложенные некоторыми русскими исследователями другие названия (например, «самоцвет» Я. Д. Захарова, 1810 г.; «светлец» Нилова, 1808 г.) не привились (Фигуровский Н. А. Очерк общей истории химии: От древнейших времен до начала XIX века. — М.: Наука, 1969, с. 215-218).
Шло время. Здоровье Бойля сильно ухудшилось. Он не мог уже следить за работой в лабораториях, не мог принимать деятельного участия в исследованиях. Однако ему необходимо было изложить те знания, которые он приобрел в процессе своих исследований на протяжении почти тридцати пяти лет. С этой целью Бойль отправляется в родовое поместье, отказавшись от предложения стать президентом Королевского общества. Иногда он наезжал в Кембридж — побеседовать с Ньютоном, в Оксфорд — повидаться со старыми друзьями или в Лондон — встретиться с софистами. Но лучше всего он чувствовал себя дома, в своем кабинете среди книг. Теперь его занимали в основном философские проблемы. Бойлем было написано множество книг, некоторые вышли в свет уже после смерти ученого: часть его рукописей была найдена в архивах Королевского общества.